1、真空预压技术在天津港南疆港区施工通道地基加固工程中的应用摘要：真空预压技术广泛的应用于港口堆场、进港道路等软土地基的加固处理。本文结合自己在学习和工程施工中的亲身经历论述了真空预压的工艺流程，具体的施工方法及控制要点，为从事类似工程施工的广大技术人员进行参考。 关键词：真空预压技术；软基处理；应用 Abstract: vacuum preloading technology is widely used in the container yard, port road soft soil foundation reinforcement. Based on their learning and
2、 construction experience the process of vacuum preloading, concrete construction method and control points, for reference for technicians to similar engineering construction. Keywords: vacuum preloading method; soft foundation treatment; application 中图分类号：TB7 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 工程概况 天津港南疆港
3、区施工通道地基加固工程 A、B 标段，系神华集团天津港煤炭码头公司进港铁路工程的重要组成部分，工程位于天津港南疆南防波堤以南和东侧围埝以西地区，为新近吹填形成的泥塘，总面积 30 万平方米，由于成陆时间短，表层 2M 为浮泥，没有承载力，加之工期紧，采用真空预压技术解决了本工程施工困难和工期紧的问题。为工程的顺利完工奠定了坚实的基础。 施工工艺和施工方法 （一） 、施工工艺 1.工艺原理 真空预压技术工艺原理是通过在软土层内打设塑料排水板，形成软土颗粒间水气的竖向排出通道， 通地表采用洁净的中粗砂铺设的横向排水通道相连，然后在横向排水通道内埋设只透水的真空滤管，连接出膜连接法兰，表面覆盖三层厂
4、内热合成型的塑料膜，四周埋入深挖的压膜沟内形成密封，在加固区两侧布设真空射流泵，安装真空表，分别同出膜装置相连，开启真空泵，强制性的将地下水气排出。接近真空，使地基土体颗粒间孔隙形成负压，借用同地表大气常压的压差，形成对软土地及的表面荷载预压，同时随着土体颗粒间的水汽不断排出，加速土体的脱水固结，最终提高地基承载力。详见真空预压工艺布置图。 真空预压工艺布置图 真空射流泵系统一般有单吸泵、循环水箱、循环管路组成，单吸泵又分外置式和潜水式两种，额定功率一般为 5.5kw 和 7.5kw。真空泵系统一般按每加固 10001200 平方米布设一套，在对软土地基及时预压期间，其主要控制指标为保持密封和
5、真空泵开启率不低于 75%，维持-0.086Mpa以上膜下真空度。依据工期要求，可以利用在实施真空预压的地基进行联合堆载，从而缩短真空抽气时间。软土地基最终的加固效果，一般通过对膜下真空度、孔隙水压力、地基沉降值进行综合分析，以土体固结度不小于 90%，连续 10 天的地基沉降速率低于 1.5mm/d 为卸载标准，并通过十字板或深层取样检验地基承载力或土壤含水率来验证加固效果。 真空预压设备结构简单，操作简便，预压过程投入的人工少，且可一次性满载，不会由于加载过快造成地基失稳，从而大大缩短预压周期，同砂石桩、水泥搅拌桩、换填、堆载预压等软土地基加固处理技术相比，无论从等效价格比、工期、加固效果
6、各方面都具有较大优势和较强的适用性。 工艺流程 （二） 、主要施工方法 1.塑料排水板施工 塑料排水板有芯板和滤膜组成，每盘长 200 米，它是利用插板机插入软土地层的。施工时，将排水板经导管上部滚轮，穿入穿带窗，至下端出口与桩靴相连，开动塑料板打设机，导管顶住管靴将排水板插入设计深度；拔出导管，排水板便留在土中，控制设计长度，然后剪断，即完成一根排水板的插设。见工艺流程图（如下图） 塑料排水板采用轻型塑料板打设机打设。打设塑料排水板采用套管式打设法。 按设计图纸实测塑料排水板打设范围及位置，施工过程中严格控制塑料排水板的打设标高，不得出现浅向偏差。当发现地质情况变化，应及时同现场设计代表联系
7、处理。 塑料排水板打设过程中逐板进行自检，并按要求做好施工记录，当检查符合验收标准时方移机打设下一根，否则需在临近处补打。 打入的塑料排水板宜为整板，长度不足需要接长时，必须采用滤膜内板芯对插搭接的连接方式，搭接长度不小于 200mm。 塑料排水板打设工艺流程 塑料排水板打设验收合格后，及时用砂料仔细填满打设时在板周围形成的孔洞，并将塑料排水板埋置于砂垫层中。 2.真空预压施工 （1） 、工艺流程见真空预压工艺流程图(如下图) （2） 、主要施工办法 A.铺设真空滤管和膜下测头 真空滤管采用 60mm 硬塑料管，打孔加工后，包好土工织物滤水层，捆扎结实，并使滤水层只透水气不透砂，滤管连接采用胶
8、管，连接管绑扎要紧，同时绑扎铅丝接头严禁朝上，以免扎破滤膜。滤管向交叉处采用二通、三通或四通连接。 埋设前先将滤管放到埋设位置附近，然后按滤管布设布置，在中粗砂横向排水通道上开沟，把滤管放到沟里埋好，处理好接头及出膜口。 B.挖压膜沟 开挖前用全站仪定位放线，并做好标志。 采用人工配合机械挖沟，开挖时保证断面尺寸，切断透水层。把压膜沟内的砂土全部清理干净，并运到加固区外存放。压膜沟如含有较厚的粉土夹层，难以将其切断时，应及时与监理、建设单位及设计进行沟通，必要时进行粘土帷幕施工，避免漏气，保证真空预压达到设计要求的膜下真空度。 压膜沟的深度为 1.82.5m 之间，进入不透水层顶面以下 100
9、cm，单压膜沟底宽 0.8m，双压膜沟底宽 2.4m。 压膜沟处的塑料板不剪断，要沿沟边向上插入到砂垫层中，插入长度不小于 20cm。 C.铺密封膜 密封膜质量必须符合设计要求，在工厂热合一次成型。 铺密封膜是本工程的关键工序，质量好坏直接影响加固效果，所以要精心操作，防止密封膜损坏。铺设密封膜前在平整好的砂垫层上铺设一层编织布保护密封膜 。 将事先压制成型的密封膜，分三层铺设，铺密封膜时必须统一指挥，膜面绷紧，并留有一定的余量，展开后每层进行检查修补，四边埋入压膜沟内，深入沟底 80 cm ，然后用粘土填沟，所填粘土应湿而软，不能有大块，以确保膜的密封性。在铺膜时应每隔 10 米左右放砂袋压
10、住密封膜。 D、安装真空射流泵，设置地面沉降标 按照设计要求或参照真空预压操作规程设置真空射流泵，一般每套泵覆盖面积 10001200 平方米。安装时必须保证位置准确，连接处要密封，接通抽真空设备，安装后进行调试，检查质量，做好试抽气准备。 沉降标直接设置在密封膜上，一般选择 5 个具有代表性的点位，沉降标底应铺垫砂包，避免同密封膜直接接触。 E、真空抽气 试抽气：调整各种仪器的初始读数，进行开泵抽气，检查膜上是否有漏洞，如有漏洞要采取措施修补好，可向膜上腹水。当膜下真空度达到 650mmHg 柱后，报监理工程师验收，开始恒载计时。 正式抽气：开始进入恒载计时后，转入正式抽气，要求膜下真空度达
11、于 650mmHg，真空预压满载抽气时间为 150 天。 抽气过程中要维持射流泵的正常运转，射流向内的循环水要不断补充，水泵、电机要定期进行维护保养。用电及其他与真空预压有关的施工原始数据及情况均应进行严格详细地记录。 真空预压过程控制的关键 真空预压过程中应保证电力的供应和真空泵的正常运转，以确保真空泵开启率不低于 75%，从而保持孔隙水压力得以正常消散，促使土体脱水固结。同时应检查密封膜的密封情况，发现漏洞应立即修补。随着预压过程的进行，地基在不断的发生变形，由于地基土质不均，很可能出现地基沉降不均匀，从而造成密封膜局部拉应力增大，发生断裂，致使膜下真空度降低，影响预压效果，也造成资金、工
12、期的浪费。 四、结束语 真空预压实施加固区域内的土体造成负压，使边界的空压降低，土体中的原来孔压便与这些边界的孔压形成一定的压力差而发生不稳定渗流，随着时间的增长，土体收缩，孔压逐渐降低，降低的孔压转变为土体应力，真空度越高，沿深度衰减越小，则增加的有效应力越大，加过效果越好。真空预压过程中，由于位置的差异造成有效应力的不同，使地面产生锅底状，加固区外侧土体向加固区内侧移，更利于土体挤密。由于真空预压时土体不会产生剪应力，即便在 5 7 天内设计真空和在全部加上去，地基也不会产生剪切破坏，从而可以极大的缩短工期，降低成本，很值得推广应用。 参考文献： 1 JTJ/T256-96，塑料排水板施工规程 2 钱家欢.土力学M.南京：河海大学出版社，1990 3 郑俊杰.地基处理技术M.武汉：华中科技大学出版社，2004
